CN110224104A - 电池的负极柱、电池的盖板组件、电池和电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池的负极柱、电池的盖板组件、电池和电动汽车，所述负极柱包括：上极柱，所述上极柱的材质为铜合金，且所述铜合金的铜含量为w，满足：95％≤w≤99％，所述上极柱设有用于与电池的连接片相连的连接螺纹；下极柱，所述下极柱的材质中铜含量不低于99.9％，所述上极柱的下端与所述下极柱的上端相连。本发明的电池的负极柱，负极柱的上极柱具有较高的结构强度、刚度，可与电池的连接片稳定地连接固定，负极柱的下极柱具有良好的导电性能，使得负极柱可同时满足较高的连接强度和稳定的电化学性能的使用需求，极大的提升电池的实用性。

Description

电池的负极柱、电池的盖板组件、电池和电动汽车

技术领域

本发明属于车辆制造技术领域，具体而言，涉及一种电池的负极柱、设有该负极柱的电池的盖板组件、设有该盖板组件的电池和设有该电池的电动汽车。

背景技术

电池的连接片与极柱的连接方式有多种。相关技术中，有部分采用连接片通过极柱上螺纹孔固定连接，螺纹紧固需要达到一定的扭矩要求，来保证接触阻抗的大小和连接强度，但负极柱整体采用纯铜，在采用钎焊陶瓷环密封方式的前提下，纯铜强度偏低，不能满足螺纹紧固的扭矩要求，存在改进的空间。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种电池的负极柱，所述电池的负极柱可同时满足较高的连接强度和稳定的电化学性能的使用需求。

根据本发明实施例的电池的负极柱，包括：上极柱，所述上极柱的材质为铜合金，且所述铜合金的铜含量为w，满足：95％≤w≤99％，所述上极柱设有用于与电池的连接片相连的连接螺纹；下极柱，所述下极柱的材质中铜含量不低于99.9％，所述上极柱的下端与所述下极柱的上端相连。

根据本发明实施例的电池的负极柱，负极柱的上极柱具有较高的结构强度、刚度，可与电池的连接片稳定地连接固定，负极柱的下极柱具有良好的导电性能，使得负极柱可同时满足较高的连接强度和稳定的电化学性能的使用需求，极大的提升电池的实用性。

根据本发明实施例的电池的负极柱，所述下极柱的材质为T2纯铜、TU0无氧铜中的一种，所述上极柱的材质为铍青铜、铁青铜、氧化铝弥散强化铜中的一种。

根据本发明实施例的电池的负极柱，所述上极柱的表面具有抗氧化层。

根据本发明实施例的电池的负极柱，所述连接螺纹包括设于所述上极柱内的内螺纹孔。

根据本发明实施例的电池的负极柱，所述上极柱的下端具有防转凸台，所述下极柱具有向上敞开的配合槽，所述配合槽的形状与所述防转凸台的形状相同，所述防转凸台配合在所述配合槽内。

根据本发明实施例的电池的负极柱，所述下极柱具有向上敞开的安装槽，所述安装槽的底壁的一部分向下凹陷以形成所述配合槽，所述上极柱的周壁具有支撑凸缘，所述支撑凸缘支撑于所述安装槽的底壁，且所述支撑凸缘与所述安装槽的壁面相连。

根据本发明实施例的电池的负极柱，所述支撑凸缘的侧壁与所述安装槽的侧壁通过激光焊相连。

根据本发明实施例的电池的负极柱，所述配合槽具有多边形截面，且所述多边形截面的法线与所述负极柱的轴线平行。

根据本发明实施例的电池的负极柱，所述多边形截面为四边形或六边形。

根据本发明实施例的电池的负极柱，所述安装槽具有圆形截面，且所述圆形截面的法线与所述负极柱的轴线平行。

根据本发明实施例的电池的负极柱，所述配合槽的对称中心与所述安装槽的对称中心重合。

根据本发明实施例的电池的负极柱，所述上极柱的下端面抵压所述下极柱的上端面，且通过摩擦焊连接。

根据本发明实施例的电池的负极柱，所述连接螺纹贯通所述上极柱且一部分延伸到所述下极柱内。

根据本发明实施例的电池的负极柱，所述下极柱设有向上敞开的凹槽，所述上极柱的一部分安装于所述凹槽内。

根据本发明实施例的电池的负极柱，所述上极柱的侧壁下端面与所述凹槽的壁面通过钎料焊接相连。

根据本发明实施例的电池的负极柱，所述钎料为银铜钎料。

本发明还提出了一种电池的盖板组件。

根据本发明实施例的电池的盖板组件，具有上述任一种实施例中所述的负极柱。

本发明又提出了一种电池。

根据本发明实施例的电池，设置有上述实施例中所述的电池的盖板组件。

本发明还提出了一种电动汽车，设置有上述实施例中所述的电池。

所述电动汽车、盖板组件、电池与上述的负极柱相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1-图3是根据本发明一个实施例的电池的盖板组件的结构示意图；

图4-图6是根据本发明一个实施例的电池的负极柱的结构示意图；

图7是根据本发明一个实施例的电池的负极柱的上极柱的结构示意图；

图8是根据本发明一个实施例的电池的负极柱的下极柱的结构示意图；

图9-图11是根据本发明另一个实施例的电池的盖板组件的结构示意图；

图12-图14是根据本发明又一个实施例的电池的盖板组件的结构示意图。

附图标记：

盖板组件1000，

负极柱100，

上极柱10，防转凸台11，支撑凸缘12，下极柱20，安装槽21，配合槽22，内螺纹孔30，钎料40，激光焊接处50，

正极柱200，盖板本体300，内引出片400。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图14描述根据本发明实施例的电池的负极柱100。

如图1-图14所示，根据本发明一个实施例的电池的负极柱100包括：上极柱10、下极柱20。

其中，上极柱10的材质为铜合金，且铜合金的铜含量为w，满足：95％≤w≤99％，铜合金的刚度较大，即上极柱10的材质的刚度、强度较大，使得上极柱10的结构稳定、不易破坏，便于长期使用，上极柱10设有连接螺纹，连接螺纹用于上极柱10与电池的连接片相连，可以理解的是，上极柱10的连接螺纹在与连接片连接时需承受较大的扭力作用，这样，上极柱10采用强度较大的材料制成，可明显地增加连接螺纹连接强度，使得上极柱10的连接螺纹可承受较大的扭转强度，上极柱10与电池的连接片的连接稳定性更佳。

下极柱20设于上极柱10的下方，且下极柱20至少部分与电解液接触，下极柱20可与电解液之间电流导通，下极柱20的材质中铜含量不低于99.9％，使得下极柱20具有优良的导电性能，可保证电池的极柱的电化学性能稳定，满足电性能需求。

上极柱10的下端与下极柱20的上端机械及电连接，比如，上极柱10的下端与下极柱20的上端通过激光焊接相连，如图7中的激光焊接处50，以将上极柱10、下极柱20沿上下方向连接为一个整体形成负极柱100，这样，负极柱100与连接片的连接处具有较强的强度，保证负极柱100与连接片的连接稳定性，又可满足负极柱100具有稳定的电化学性能，使得负极柱100的整体结构合理、实用性更好。

根据本发明实施例的电池的负极柱100，负极柱100的上极柱10具有较高的结构强度、刚度，可与电池的连接片稳定地连接固定，负极柱100的下极柱20具有良好的导电性能，使得负极柱100可同时满足较高的连接强度和稳定的电化学性能的使用需求，极大的提升电池的实用性。

根据本发明实施例的电池的负极柱100，下极柱20的材质为T2纯铜、TU0无氧铜中的一种，T2纯铜、TU0无氧铜均具有良好的导电性能，可满足负极柱100对电化学性能的使用需求，上极柱10的材质为铍青铜、铁青铜、氧化铝弥散强化铜中的一种，铍青铜、铁青铜、氧化铝弥散强化铜均为强度较大的合金材料，可极大地提高上极柱10及连接螺纹的结构刚度、刚度，满足螺纹紧固的扭矩需求，保证负极柱100与连接片的连接稳定性，当然，下极柱20还可采用其他电化学性能稳定的材料。

进一步地，上极柱10的表面具有抗氧化层，需要说明的是，铜及铜合金均具有还原性，且暴露在空气中易被氧化，上极柱10的抗氧化层有效地避免上极柱10表面被氧化，可保证上极柱10结构的稳定和完整，提高电池整体结构设计的合理性，比如，上极柱10的表面镀镍。

再进一步地，连接螺纹包括内螺纹孔30，内螺纹孔30设于上极柱10内，可以理解的是，连接片通过螺钉与负极柱100上的内螺纹孔30连接固定，比如，连接片上设有通孔或螺纹孔，螺钉可贯穿连接片，进而与负极柱100的内螺纹孔30旋合安装，使得负极柱100与连接片稳定地固定连接。

在一些实施例中，如图7所示，上极柱10的下端具有防转凸台11，如图8所示，下极柱20具有配合槽22，配合槽22向上敞开，配合槽22的形状与防转凸台11的形状相同，防转凸台11配合在配合槽22内，配合槽22可对防转凸台11起到周向限位的作用，比如，防转凸台11具有矩形截面，矩形截面的法线与放转凸台11的轴线平行，配合槽22具有与防转凸台11相配合的形状，以限制防转凸台11在配合槽22内相对转动，且防转凸台11在四个角处均设有倒角，倒角可减小防转凸台11受力时棱角处的应力，这样，在上极柱10与下极柱20固定后，防转凸台11可有效地防止上极柱10与下极柱20发生相对转动，上极柱10也不与连接片发生相对转动，使得上极柱10与下极柱20、连接片均固定牢固。

进一步地，如图8所示，下极柱20具有安装槽21，安装槽21向上敞开，安装槽21的底壁的一部分向下凹陷以形成配合槽22，上极柱10的周壁具有支撑凸缘12，支撑凸缘12与防转凸台11之间形成台阶面，支撑凸缘12(的台阶面)支撑于安装槽21的底壁，且支撑凸缘12与安装槽21的壁面相连，具体地，支撑凸缘12的周壁与安装槽21的侧壁贴合，支撑凸缘12的下端面(台阶面)与安装槽21的底壁(不包括配合槽22)贴合，使得上极柱10与下极柱20在连接处具有较大的接触面积，且上极柱10与下极柱20连接并相互支撑，这样，上极柱10与下极柱20的固定效果更佳，连接更稳定。

如图6所示，支撑凸缘12的侧壁与安装槽21的侧壁通过激光焊相连，支撑凸缘12沿周向的多个位置均与安装槽21焊接相连，使得支撑凸缘12与安装槽21稳定地连接配合，且激光焊接的速度快，对连接件的焊接变形小，焊接强度高，可有效地增加上极柱10与下极柱20的连接强度。

配合槽22具有多边形截面，且多边形截面的法线与负极柱100的轴线方向平行，比如，如图8所示，配合槽22具有四边形截面，比如，配合槽22具有正方形截面，防转凸台11的横截面的形状与配合槽的多边形截面的形状相同，方便防转凸台11配合在配合槽22内，安装槽21具有圆形截面，且安装槽21的圆形截面的法线与负极柱100的轴线方向平行，配合槽22的对称中心与安装槽21的对称中心重合，便于上极柱10与下极柱20的连接安装，这样，在上极柱10与下极柱20安装配合时，只需将防转凸台11对准配合槽22并伸入，即可实现支撑凸缘12与安装槽21的定位、安装，极大地提高了上极柱10与下极柱20的安装效率，装配过程简单，且实用、方便，当然，配合槽22多边形截面可也为三角形、六边形或其他形状，能限制防转凸台11转动即可。

在另一些实施例中，如图9-图11所示，上极柱10的下端面抵压下极柱20的上端面，且上极柱10的下端面与下极柱20的上端面通过摩擦焊连接，例如可以通过旋转摩擦焊连接，且旋转摩擦焊的焊接接头热影响区显微组织变化小，残余应力比较低，焊接时，上极柱10与下极柱20不易变形，旋转摩擦焊的焊接过程安全、无污染、无烟尘、无辐射，焊接后的上极柱10与下极柱20连接稳定，不易相对脱离，焊接后便于长期使用。

进一步地，如图10所示，连接螺纹贯通上极柱10，且连接螺纹一部分延伸到下极柱20内，即下极柱20的上部具有内螺纹孔30，内螺纹孔30的长度较大，有助于增强负极柱100与连接片的连接稳定性，这样，在负极柱100与连接片连接时，螺钉依次贯穿连接片、上极柱10并与下极柱20的内螺纹孔30旋合连接，极大地提升了负极柱100与连接片的连接强度，同时螺钉也加强了上极柱10和下极柱20的连接稳定性，需要说明的是，可先将上极柱10和下极柱20焊接为整体后，再攻螺纹，可降低上极柱10和下极柱20装配的精度要求，便于安装。

在又一些实施例中，如图12-图14所示，下极柱20设有凹槽，凹槽向上敞开，上极柱10的一部分安装于凹槽内，比如，上极柱10的下端伸入凹槽内并与下极柱20安装固定，上极柱10的下端的周壁与凹槽的侧壁贴合，上极柱10的下端面与凹槽的底壁贴合，使得上极柱10与下极柱20通过面接触稳定地相连，有利于增强上极柱10与下极柱20的连接稳定性，且上极柱10设有沿高度方向贯穿的内螺纹孔30，内螺纹孔30可便于将负极柱300与连接片稳定连接，使得负极柱300与连接片长期有效地相对固定。

如图13所示，上极柱10的侧壁下端面与凹槽的壁面通过钎料40焊接相连，钎料40焊接的导电性能好，且焊接强度高，有利于增强上极柱10与下极柱20的连接稳定性。

具体地，钎料40为银铜钎料，银铜钎料具有优异的工艺性能、适宜的熔点、良好的润湿和填满间隙的能力，且钎料40及钎缝的强度高，导电性、耐腐蚀性优良，实用性较好，当然，钎料40包括银铜钎料但不限于此。

本发明提出一种电池的盖板组件1000。

如图1-图3和图9-图14所示，根据本发明实施例的盖板组件1000还包括：盖板本体300、正极柱200、负极柱100，正极柱200、负极柱100均安装于盖板本体300，且负极柱100的下极柱20贯穿盖板本体300与内引出片400机械及电连接，比如，下极柱20与内引出片400激光焊接相连；负极柱100为上述任一种实施例所述的负极柱100。

本发明又提出一种电池。

根据本发明实施例的电池，设置有上述的电池的盖板组件1000，本发明实施例的电池可同时满足较高的连接强度和稳定的电化学性能的使用需求，极大的提升电池的实用性。

本发明还提出一种电动汽车，设置有上述的电池，本发明实施例的电动汽车的电池的负极柱100不仅具有较高的连接强度，且电化学性能稳定，具有很好的实用性，有利于延长电动汽车的使用寿命。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (19)

1.一种电池的负极柱，其特征在于，包括：

上极柱，所述上极柱的材质为铜合金，且所述铜合金的铜含量为w，满足：95％≤w≤99％，所述上极柱设有用于与电池的连接片相连的连接螺纹；

下极柱，所述下极柱的材质中铜含量不低于99.9％，所述上极柱的下端与所述下极柱的上端相连。

2.根据权利要求1所述的电池的负极柱，其特征在于，所述下极柱的材质为T2纯铜、TU0无氧铜中的一种，所述上极柱的材质为铍青铜、铁青铜、氧化铝弥散强化铜中的一种。

3.根据权利要求1所述的电池的负极柱，其特征在于，所述上极柱的表面具有抗氧化层。

4.根据权利要求1所述的电池的负极柱，其特征在于，所述连接螺纹包括设于所述上极柱内的内螺纹孔。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的电池的负极柱，其特征在于，所述上极柱的下端具有防转凸台，所述下极柱具有向上敞开的配合槽，所述配合槽的形状与所述防转凸台的形状相同，所述防转凸台配合在所述配合槽内。

6.根据权利要求5所述的电池的负极柱，其特征在于，所述下极柱具有向上敞开的安装槽，所述安装槽的底壁的一部分向下凹陷以形成所述配合槽，所述上极柱的周壁具有支撑凸缘，所述支撑凸缘支撑于所述安装槽的底壁，且所述支撑凸缘与所述安装槽的壁面相连。

7.根据权利要求6所述的电池的负极柱，其特征在于，所述支撑凸缘的侧壁与所述安装槽的侧壁通过激光焊相连。

8.根据权利要求6所述的电池的负极柱，其特征在于，所述配合槽具有多边形截面，且所述多边形截面的法线与所述负极柱的轴线平行。

9.根据权利要求8所述的电池的负极柱，其特征在于，所述多边形截面为四边形或六边形。

10.根据权利要求8所述的电池的负极柱，其特征在于，所述安装槽具有圆形截面，且所述圆形截面的法线与所述负极柱的轴线平行。

11.根据权利要求8所述的电池的负极柱，其特征在于，所述配合槽的对称中心与所述安装槽的对称中心重合。

12.根据权利要求1-4中任一项所述的电池的负极柱，其特征在于，所述上极柱的下端面抵压所述下极柱的上端面，且通过摩擦焊连接。

13.根据权利要求12所述的电池的负极柱，其特征在于，所述连接螺纹贯通所述上极柱且一部分延伸到所述下极柱内。

14.根据权利要求1-4中任一项所述的电池的负极柱，其特征在于，所述下极柱设有向上敞开的凹槽，所述上极柱的一部分安装于所述凹槽内。

15.根据权利要求14所述的电池的负极柱，其特征在于，所述上极柱的侧壁下端面与所述凹槽的壁面通过钎料焊接相连。

16.根据权利要求15所述的电池的负极柱，其特征在于，所述钎料为银铜钎料。

17.一种电池的盖板组件，其特征在于，具有如权利要求1-16中任一项所述的负极柱。

18.一种电池，其特征在于，设置有如权利要求17中所述的电池的盖板组件。

19.一种电动汽车，其特征在于，设置有如权利要求18中所述的电池。